在阳光从未触及的地球腹地，一个庞大到令人难以置信的生命王国正在悄然运转，这里居住着占地球原核生物总数95%的神秘居民，它们是如何在没有光合作用的情况下繁衍生息？来自中国科学院广州地球化学研究所的一支科研团队，于7月19日在顶级学术期刊《科学进展》上刊发的研究成果，为我们揭开了这个谜团：地壳板块碰撞与断裂时瞬间迸发的化学能量，竟然成为了滋养地下微生物的“人造阳光”。
研究小组巧妙地构建了一个“压裂-反应”模拟装置，用以重现地下几千米深处岩石断裂的瞬间场景。他们观察到，当坚硬的岩石被撕裂，暴露出新鲜表面时，断裂处不稳定的化学键（即自由基）会迅即与周围的水分子发生反应，产生大量可供微生物利用的氢气和过氧化氢。项目负责人朱建喜研究员形象地比喻道：“剧烈的地壳运动，比如地震，就像一个巨大的能量转换器，源源不断地将机械能转化为微生物赖以生存的化学能。” 更令人惊叹的是，这种断裂产生的氢气量，其丰度远超以往已知的蛇纹石化作用或宇宙射线裂解水的过程，至少高出十万倍。
研究的关键突破在于，这些新生成的氢自由基与过氧化氢并非孤立存在，它们协同作用，驱动着铁元素在二价和三价状态之间进行着永不停歇的氧化还原循环。每一次循环，都如同给一个无形的地下“电网”注入新的电子。这些电子随后在碳、硫、氮等构成生命基础的元素之间穿梭流动，形成了一条条能量传递的“暗河”。吴逍特别研究助理和林莽研究员解释道：“这些微生物无需依赖阳光，它们只需依附在这片电子梯度上，如同给手机充电一般，就能获取生存所需的一切能量。”
进一步的计算显示，仅地震这一种地质活动，每年在断裂带表面产生的氢气通量就能达到惊人的737.2摩尔每平方米。如此充沛的能量供应，远超地下微生物群落维持生存和快速增殖的需求。何宏平院士指出，这种独特的能量获取机制，或许同样适用于火星上那些古老的断层构造，或是木卫二欧罗巴冰层下可能存在的裂缝之中，为这些星球上可能存在的“暗生命”提供了持久的能量保障。他建议，未来的地外生命探测任务，应将重点放在寻找断裂带区域可能存在的氧化还原反应信号，这极有可能是判断是否存在生命活动的关键线索。
这项研究也得到了国际同行的认可。美国国家科学院院士Norm Sleep在随刊评论中盛赞：“该研究精准地捕捉并还原了岩石断裂过程中的真实物理化学细节，为理解深部地下微生物群落的动态变化提供了强有力的解释。”